ARM richt zich op beperken throttling met Cortex A73-ontwerp en G71-gpu

ARM richt zich op efficiëntie en het beperken van throttling met zijn komende Cortex A73-microarchitectuur en G71-gpu. De G71 moet de Mali T880 opvolgen uit onder meer de Samsung Galaxy S7 en Huawei P9.

Cortex A73 is de opvolger van Cortex A72, zegt ARM. Het lijkt daarmee bedoeld voor de snelle processorkernen in big.Little-configuraties van socs, zoals onder meer Mediatek, Huawei en Samsung toepassen, met snellere kernen en kleinere, zuinigere kernen. A73-kernen zijn echter kleiner dan A72 en A57, claimt de Britse processorontwerper. Op een 10nm-finfet-procedé nemen A73-kernen 0,65mm² per core in.

De A73 is het eerste ontwerp van ARM's Artemis-familie van microarchitecturen, zegt Anandtech. De belangrijkste factor is 'sustained performance', het langere tijd kunnen functioneren op de hoogste kloksnelheid. Dat is nodig voor toepassingen als virtual reality, die veel van de hardware vragen.

Onder meer Huawei, Mediatek en Marvell hebben tot nu toe een licentie genomen op A73 en zullen dus vermoedelijk socs maken gebaseerd op dit ontwerp. Dat is geen verrassing: Huawei en Mediatek hebben nu ook al socs met A72-kernen, waaronder de Kirin 955 uit de Huawei P9 en de MT8173-soc van Mediatek. Samsung en Qualcomm, die Cortex A57 nog wel gebruikten, zijn overgeschakeld op eigen microarchitecturen. Samsung gebruikt zijn Exynos M1-ontwerp in de soc voor de Galaxy S7, waar Qualcomm Kryo heeft gemaakt voor de Snapdragon 820 uit onder meer de LG G5, HTC 10 en Xiaomi Mi5.

Ook nieuw is de Mali G71-gpu, die de opvolger moet zijn van de T880-gpu. ARM claimt dat hij op het gebied van prestaties mee kan komen met mobiele gpu's van onder meer Nvidia op een grafische benchmark als GFBench. De G71 zal uitkomen in verschillende configuraties van een tot 32 cores. De versies met zestien kernen heeft een tdp van 16W, van de overige varianten is dat niet bekend.

De G71 is gebaseerd op BiFrost-architectuur, die Midgard uit onder meer de T880 opvolgt. Ook de G71 moet geschikt zijn voor vr door ondersteuning voor aansturing met 120Hz, support voor 4k-resoluties met die refreshrate en een graphics pipeline latency van 4ms. De beperking van latency tussen de beweging van gebruikers in vr en het tonen van beelden is belangrijk in het voorkomen van misselijkheid en het bevorderen van het idee dat het een 'echte' wereld is.

Zowel de Cortex A73 als G71 moeten vanaf begin 2017 in smartphones verschijnen. Vermoedelijk zullen fabrikanten vanaf eind dit jaar socs aankondigen die A73 en G71 aan boord hebben.

Reacties (30)

[Squee]

Een interessante ontwikkeling, en vooral het Anandtech artikel had wat leuke microarchitectuur details te vertellen. Mijn indruk samengevat (voor de echte architectuur fanaten onder ons, maar ik zal het zoveel mogelijk in het "Nederlands" proberen te houden ):

Belangrijke microarchectectuur veranderingen t.o.v. A72:
- L1 Instructie cache van 48 naar 64KB
- L1 Data cache van 32 naar 64KB
- Verbeterde prefetchers en branch predictors
- Kortere pipeline van 15 naar 11 of 12 (NEON en FP) stappen, vooral korter aan de voorkant (Fetch van 5 naar 4, Decode van 3 naar 1 (!!))
- Decode stap doet nu maar 2 instructies tegelijk in plaats van 3, met een aparte tak voor NEON (SIMD) en FP instructies die iets langer is.
- Twee volledige Load/Store units (veel betere performance voor geheugen intensieve workloads)
- Van twee simpele en een complexe Integer ALU naar twee complexe integer ALUs (waarvan een DIV en de ander MUL kan)

En dit alles resulteert in gelijke performance van A72 op het zelfde procede/frequentie, met uitschieters tot 10% extra IPC op bepaalde workloads en tot 15% extra op geheugen intensieve (streaming) workloads. Dat is erg indrukwekkend wanneer je de breedte van 3 naar 2 instructies hebt terug gebracht bij Decode! Dit betekent dat de efficientie van de pipeline daar achter enorm is toegenomen, wat zich ook weer laat zien in de 25-30% vermindering in stroom verbruik ten opzichte van de A72.

Ik denk dat er vooral veel stroom verbruik gewonnen is door de verbeterde branch prediction en de kortere front-end (Fetch en Decode) van de pipeline. Wanneer je er nu achter komt bij Commit dat je een branch verkeerd hebt voorspeld, is er veel minder speculatief werk wat je hoeft weg te gooien, en wat dus voor niets stroom verbruikt heeft. Verder helpen de grotere L1 caches en betere prefetchers hier ook natuurlijk; de hele boel staat minder te wachten op geheugen toegang wat van verder weg moet komen, en staat dan ook niet in de tussentijd nutteloos stroom te verbruiken.

Leuk!

[Reactie gewijzigd door Squee op 6 augustus 2024 02:55]

[LEX63]

Ik heb ARM altijd al een leuke processor gevonden die voor enorm veel toepassingen gebruikt word van wasmachine tot koelkast tot TV.

Hoe zit het nu met de rechten op die X86 X64 wie heeft deze de gebruikers rechten alleen Intel en AMD?

Waarom maakt ARM ook geen pc processoren? Het zou alleen maar leuker worden als er meer concurrentie komt op deze markt.

Anders om zou microsoft ook een windows versie kunnen maken dat werkt met de ARM processor Hmmm maar dat kan waarschijnlijk niet omdat windows programma's rusten op die X86 X64 compatibiliteit.

[Verwijderd]

De processoren van ARM zelf verbruiken niet zoveel energie als een Intel in het desktop domein.
Je kan prima een ontwerk maken dat direct zou kunnen concurreren met een Intel, probleem is alleen dat die markt heel moeilijk in te komen is. Je wilt namelijk wel je windows 10 / doom / office kunnen blijven draaien. Die software stack is er niet voor ARM op het moment.

Beetje kip ei probleem, je kan windows 10 nu beperkt draaien op ARM maar je zal support nodig hebben van Adobe of andere grote software huizen voordat het enigzins de moeite waard is voor een chip ontwerper om een desktop equivalent te bouwen.

Daarom zie je vooral ARM ontwerpen ontstaan in low-end en scale out servers. Die markt is nog steeds moeilijk om in te komen maar er is software support. Meeste LAMP stacks draaien wel op ARM.

[Verwijderd]

Daarom ben ik toch nog steeds benieuwd of Apple die overstap binnenkort gaat maken naar ARM. Zij beheren hun softwarestack grotendeels zelf en voor de laptops is energieverbruik toch best belangrijk.
Maar trouwens, MS Office en Adobe draaien toch wel op ARM?
Als het op Android draait of op ChromeOS dan draait het volgens mij op ARM?

[Verwijderd]

Energy verbruik is belangrijk maar niet de enige bepalende factor.
Kijk maar naar je telefoon, meeste mensen accepteren wel dat je telefoon moet opladen na 24 uur of misschien 48 uur.
Je kan ook prima bellen met een telefoon van 5 jaar geleden die we op een huidig process waarschijnlijk wel een week kunnen laten draaien.
Hetzelfde geldt voor laptops. Je kan een Apple laptop eenvoudig 5 uur op een batterij laten draaien.
Wanneer een eigen ARM design, goedkoper, beter en eenvoudiger werkt dan een Intel zullen ze wellicht de overstap maken maar tot die tijd is er weinig winst te halen.

Er zijn wel versies van software die op ARM draaien en je kan alles zeker wel op een ARM laten draaien als je er genoeg moeite in steekt.
Op het moment is het alleen zo dat het eenvoudiger is op een Intel.

[Jaco69]

De eerste toepassing van de ARM processor was een PC/Home computer.
En hoewel het toen sneller was dan een Intel PC is het OS. RISC OS nooit aangeslagen hoewel het decenia geleden al super responsive was. Je kan het downloaden voor de Raspberry Pi

[bbob]

Arm is geen chipbakker maar cpu ontwerper. Ze zouden een x86 cpu moeten ontwerpen maar probleem zullen patenten van intel zijn. De vraag is of ze voor die patenten een licentie krijgen, ik ben bang van niet.
Daarnaast is het de vraag of er vraag is naar een x86 design dat anderen dan zouden moeten produceren.

[k995]

Vierkante mm? Moet dat niet cm zijn of zijn ze echt zo kleine cores aan het maken dezer dagen?

[Reactie gewijzigd door k995 op 6 augustus 2024 02:55]

[Balance]

Moderne Smartphone SoC's zijn zijn zo rond de 100mm². Steeds meer ruimte wordt besteed aan de GPU, het cache geheugen, de ISP (camera processor), de DSP (sensor- en audio processor), het modem etc. De cores zelf nemen steeds minder ruimte in beslag, op 14nm (wat nu al gebruikt wordt) nemen 4 van deze A73 cores minder dan 5mm² in.

[Reactie gewijzigd door Balance op 6 augustus 2024 02:55]

[Henk Poley]

Maak eens een modern Android mobieltje open zou ik zeggen. Zoek de 8-core chip die dan minstens 5 cm^2 zou moeten zijn

[axg]

Ik denk dat het hem zit in de 'per core' die er achter komt. Ondanks dat ik het met je eens ben dat het super klein is, denk ik dat als je bijvoorbeeld 4 van deze cores plus 4 'little' -cores bij elkaar neemt, inclusief verbindingen zoals aangehaald door Mijzelf, dan kom je denk ik in de buurt van wat je in gedachte had als grootte van een processor. Ik ben geen kenner, dus misschien kan iemand anders een antwoord geven;)

[Sylph-DS]

De cores zijn wel zo klein. Maar er zitten waarschijnlijk 8 van die cores op een chip, samen met de GPU, en dan ook nog een berg memory and andere zut. Op deze website staat een plaatje van de Apple A6 SoC zoals die in de iPhone 5 te vinden is. Zoals je ziet is de cpu maar een klein deel van de chip.

[Mijzelf]

Het procedé is op 10 nm. Dus op die 0.65 mm2 passen 6.500.000.000 componenten. Natuurlijk zijn het er minder, de verbindingen kosten ook ruimte enzo. Maar dat klink alsof het wel zou moeten passen.

[Thedr]

In procestechnologie geeft men met die 10nm de feature-size aan. De feature size is de kleinste maat van 'onderdelen' die ze kunnen maken, bijvoorbeeld een gate van een transistor. Een transistor gemaakt op de 10nm node kan dus zomaar 70-80nm groot zijn. Evengoed nog bijzonder klein overigens

[venqwish]

Omdat Qualcomm en Samsung nu afgeweken hebben, moeten zij dan zelf het ganse design ook opnieuw uitvinden om throttling in hun architectuur deftig te krijgen, of moet ik dit meer als een fork zien?

Reden te meer om nog even te wachten voor de aanschaf van een nieuwe gsm. Ik wacht met smart op daydream, ook al is de ZTE Axon 7 "daydream ready" verklaard, throttling kan daar (zeker als je dit leest) dan toch nog een zwaar probleem worden?

Het loont om een nieuwe aanschaf uit te stellen, het juiste moment kiezen is echter moeilijk (als dat al bestaat).

[Reactie gewijzigd door venqwish op 6 augustus 2024 02:55]

[ard1998]

Ik ben sinds de snapdragon 810 rev1 ook een beetje terughoudend met arm verwachtingen. Het was achrlteraf een te vroeg gerelased product dat nog niet klaar was voor implementatie in CPU's.

Dat Samsung en Snapdragon hun eigen cores ontwerpen is juist goed, stel dat we voor onde desktop aleen uit een Intel konden kiezen, dan gaan de prijzen flink omhoog omdat ze geen concurrentie hebben.

[Pihkal]

Je bedoelt uiteraard Samsung en Qualcomm , Snapdragon is een core ontwerp van Qualcomm.

Misschien een domme vraag maar zijn die custom core designs van Samsung en Qualcomm niet gewoon mods van van bestaande ARM cores, of vergis ik me hier in?

[Verwijderd]

Nee zijn geen mods.
Ze hebben een eigen architecture license en maken hun eigen designs.

[joco]

Die van Qualcomm is echt eigen design ja, maar van Samsung heb ik mijn grote twijfels. dat is denk ik een mod/tweak van de huidige a73

[watercoolertje]

Eerder A72 dan gezien de A73 nu pas aangekondigd word en Samsung daar blijkbaar niet eens een licentie op heeft (volgens het artikel, edit: volgens nu.nl wel).

Denk zelf wel dat het toch wel meer is dan dat, maargoed we kunnen alleen maar gissen

[Reactie gewijzigd door watercoolertje op 6 augustus 2024 02:55]

[Verwijderd]

Voor sommigen onder ons is het iets meer dan alleen gissen

[Verwijderd]

Nope, dat is niet mogelijk.
Zelfs wanneer je een license op een core hebt en daar bovenop een architecture license mag je een ontwerp van ARM niet aanpassen.

[Qartus]

Voor mij is Samsung zo veranderlijk als de nacht! Het ene jaar gebruiken ze socs van Qualcomm en het andere jaar weer van zichzelf. Er gaan zelfs geruchten dat de S7 in sommige gebieden een Mediatek X25 soc krijgt! Het zal mij dan ook niets verbazen dat ze bij een daydream ready telefoon, gewoon de meest aannemelijke soc nemen, in dit geval een Mediatek op basis van A73 cores!

[watercoolertje]

Samsung is helemaal niet veranderlijk als de nacht, als 7 jaar lang gebruiken ze of hun eigen OF een Qualcomm, net wat het beste uit komt (prijs/performance technisch, en kwa ruimte op de productieband).

Ik geloof er juist niks van dat er een Mediatek gebruikt gaat worden, denk dat voor Samsung een Qualcomm nog goedkoper is (gezien Samsung die zelf mag/moet produceren) en marketingtechnisch een betere naam heeft. En uiteraard hun eigen SoC die ze ook gewoon verkopen blijven ze ook zeker gebruiken.

[Reactie gewijzigd door watercoolertje op 6 augustus 2024 02:55]

[Verwijderd]

Volgens mij is Samsung meer een holding dan een bedrijf. Het bestaat uit meerdere bedrijfstakken. En ze kopen gewoon bij elkaar in, of bij een ander. Bij ons bedrijf gebeurt dat ook. Wij hebben een interne klant, die meestal bij ons koopt maar soms ook extern.
Business as usual. En de Samsung SoC's missen soms regio gebonden radio zaken. Vandaar dat we soms hier Qualcomm krijgen omdat die dat beter voor elkaar hebben.

[Nox]

Ik denk dat je nog een tijdje moet wachten tot daydream helemaal ready is. Sowieso moet alles nog volwassen worden qua techniek en gebruikservaring. Het is hetzelfde als een vd eerste 3D tv's kopen, het werkt maar is niet fantastisch. En dan ben je al snel een of twee generaties verder voor het fatsoenlijk werkt.

[pyotr]

Klopt die 16W TDP wel voor de G71? Ik bedoel maar, een telefoon heeft een accu die zo'n 10Wh kan leveren (3.7V x 3A), dus als de software de GPU maximaal aanspreekt dan heb je maar 45 minuten plezier van je VR.

[joco]

Daar dacht ik ook gelijk aan 16W?
dat is gigantisch op een telefoon zelfs nog vreselijk veel voor een tablet...
op een tablet is denk ik het hele pakketje 5-6W of zo en niet veel meer.
Dus 16W alleen voor 16 core gpu...

[tw_gotcha]

Hier nig meer info

http://nl.hardware.info/n...utm_campaign=hardwareinfo

[LEX63]

Smartphones met krachtige processoren hoge resolutie HD schermen. Een kennis heeft zoon nieuwe Sony Xperia als hij daar mee bezig is word dat ding zo warm dat hij moet stoppen met de activiteiten en hem laten afkoelen.

Dat ding word zo heet dat er barsten aan de achterkant zijn ontstaan. Leuk hoor zoon krachtige smartphone je moet er wel goed mee kunnen werken.

Inderdaad als hij er mee bezig is dan is de accu bijzonder snel leeg zelfs als hij de adapter heeft aangesloten. Hij is een spelletjes gek en die nieuwe games vragen nogal wat van zoon smartphone.

Tja ik gebruik nog een Nokia mobieltje ooit gekocht voor €14,95 werkt nog prima. het klinkt misschien gek ik heb zoon ding om mee te bellen en gebeld te kunnen worden.

Ik heb op dit moment nog geen dure smartphone nodig als ik meer wil doen dan heb ik daar computers voor.

Wie weet als ik voor specifieke toepassingen er ooit een nodig heb voor specifieke apps maar dan wel een senioren model voor de slechter ziende mens, met grote letters dus.

[Reactie gewijzigd door LEX63 op 6 augustus 2024 02:55]